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02-基础概念 🚀 ​

Pod概念 🚀 ​

RC(ReplicationController) 🚀 ​

ReplicationController用来确保容器应用的副本数始终保持为用户定义的副本数：

  • 如果有容器异常退出，会自动创建新的Pod来替代
  • 如果异常多出来的容器也会自动回收

RS(ReplicaSet) 🚀 ​

在新版本的Kubernetes中建议使用ReplicaSet来取代ReplicationController。ReplicaSet跟ReplicationController没有本质的不同，只是名字不一样，并且ReplicaSet支持集合式的selector。虽然ReplicaSet可以独立使用，但一般还是建议使用Deployment来自动管理，这样就无需担心跟其他机制的不兼容问题(比如ReplicaSet不支持rolling-update但Deployment支持)

Deployment(RS) 🚀 ​

Deployment为Pod和ReplicaSet提供了一个声明式定义(declarative)方法，用来替代以前的ReplicationController来方便的管理应用。

典型的应用场景包括:

  • 定义Deployment来创建Pod和ReplicaSet
  • 水滚动升级和回滚应用
  • 扩容和缩容
  • 暂停和继续Deployment

HPA(Horizontal Pod Autoscaling) 🚀 ​

Horizontal Pod Autoscaling仅适用于Deployment和ReplicaSet，在V1版本中仅支持根据Pod的CPU利用率扩所容。在V1 alpha版本中，支持根据内存和用户自定义的metric扩缩容。

StatefulSet 🚀 ​

StatefulSet是为了解决有状态服务的问题（对应Deployments和ReplicaSets是为无状态服务而设计），其应用场景包括：

  • 稳定的持久化存储，即Pod重新调度后还是能访问到相同的持久化数据，基于PVC来实现
  • 稳定的网络标志，即Pod重新调度后其PodName和HostName不变，基于Headless Service（即没有ClusterIP的Service）来实现
  • 有序部署、有序扩展，即Pod是有顺序的，在部署或者扩展的时候要依据定义的顺序依次依次进行（即从0到N-1，在下一个Pod运行之前所有之前的Pod必须都是Running和Ready状态），基于init containers来实现
  • 有序收缩，有序删除（即从N-1到0）

DaemonSet 🚀 ​

DaemonSet确保全部(或者一些)Node上运行一个 Pod 的副本。当有 Node 加入集群时，也会为他们新增一个Pod。当有Node从集群移除时，这些Pod也会被回收。删除DaemonSet将会删除它创建的所有Pod。

使用DaemonSet的一些典型用法:

  • 运行集群存储daemon，例如在每个Node上运行glusterd、ceph
  • 在每个Node上运行日志收集daemon，例如fluentd、logstash
  • 在每个Node上运行监控daemon，例如Prometheus Node Exporter

Job与CronJob 🚀 ​

Job ​

Job负责批处理任务，即仅执行一次的任务，它保证批处理任务的一个或多个Pod成功结束。

Cron Job ​

Cron Job 管理基于时间的 Job，即:

  • 在给定时间点只运行一次
  • 周期性地在给定时间点运行

服务发现 🚀 ​

Client --> Service -> Pod1/Pod2/Pod3

网络通讯模式 🚀 ​

Kubernetes的网络模型假定了所有Pod都在一个可以直接连通的扁平化网络空间中，这在GCE(Google Compute Engine)里面是现成的网络模型。

Kubernetes假定这个网络已经存在，而在私有云里搭建Kubernetes集群，就不能假定这个网络已经存在了。我们需要自己实现这个网络假设，将不同节点上的Docker容器之间的互相访问先打通，然后运行Kubernetes。

同一个Pod内的多个容器之间: lo Network

各Pod 之间的通讯：覆盖网络(Overlay Network)

Pod与Service之间的通讯：各节点的iptables规则

网络解决方案(K8S+Flannel) 🚀 ​

Flannel(网络规划服务) 🚀 ​

Flannel [ˈflænl] 是CoreOS团队针对Kubernetes设计的一个网络规划服务，简单来说，它的功能是让集群中的不同节点主机创建的 Docker 容器都具有全集群唯一的虚拟IP地址。而且它还能在这些IP地址之间建立一个覆盖网络(Overlay Network)，通过这个覆盖网络，将数据包原封不动地传递到目标容器内。

etcd(为Flannel提供说明) 🚀 ​

  • 存储管理Flannel可分配的IP地址段资源
  • 监控etcd中每个Pod的实际地址，并在内存中建立维护Pod节点路由表

不同情况下网络通信方式 🚀 ​

  • 同一个Pod 内部通讯：同一个Pod共享同一个网络命名空间，共享同一个Linux协议栈

  • Pod1至Pod2：

    • Pod1与Pod2不在同一台主机，Pod的地址是与docker0在同一个网段的，但docker0网段与宿主机网卡是两个完全不同的IP网段，并且不同Node之间的通信只能通过宿主机的物理网卡进行。将Pod的IP和所在Node的IP关联起来，通过这个关联让Pod可以互相访问。需要经过Flannel。
    • Pod1与Pod2在同一台机器，由Docker0网桥直接转发请求至Pod2，不需要经过Flannel。

  • Pod至Service 的网络：目前基于性能考虑，全部为iptables维护和转发。

  • Pod 到外网：Pod 向外网发送请求，查找路由表，转发数据包到宿主机的网卡，宿主网卡完成路由选择后，iptables执行Wasquerade，把源IP更改为宿主网卡的IP，然后向外网服务器发送请求

  • 外网访间 Pod：Service

组件通信示意图 🚀 ​

补充 🚀 ​

  • 命令式编程：它侧重于如何实现程序，就像我们刚接触编程的时候那样，我们需要把程序的实现过程按照逻辑结果一步步写下来
  • 声明式编程：它侧重于定义想要什么，然后告诉计算机/引擎，让他帮你去实现